JP2003076257A - 導波路付ホログラム媒体 - Google Patents
導波路付ホログラム媒体Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
- G03H1/0402—Recording geometries or arrangements
- G03H1/0408—Total internal reflection [TIR] holograms, e.g. edge lit or substrate mode holograms
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光導波路を用いたホログラム媒体において、
良好なホログラム再生／記録動作を行なえるようにす
る。 【解決手段】 コア層１の両面にクラッド層２を形成
し、コア層１と一方のクラッド層２の境界面に回折格子
層１０を形成してなる光導波路の外側に、該光導波路の
導波面と平行して記録層４を配置する。記録層がコア層
と分離しているため、参照光をコア層の端面から入射す
る際、この光が同時に記録層にも入射されることがな
い。複数のコア層、回折格子層、クラッドを積層させて
も良く、各回折格子層の形状を互いに異ならせても良
い。光導波路と記録層とは空間的に離れていても良い。
良好なホログラム再生／記録動作を行なえるようにす
る。 【解決手段】 コア層１の両面にクラッド層２を形成
し、コア層１と一方のクラッド層２の境界面に回折格子
層１０を形成してなる光導波路の外側に、該光導波路の
導波面と平行して記録層４を配置する。記録層がコア層
と分離しているため、参照光をコア層の端面から入射す
る際、この光が同時に記録層にも入射されることがな
い。複数のコア層、回折格子層、クラッドを積層させて
も良く、各回折格子層の形状を互いに異ならせても良
い。光導波路と記録層とは空間的に離れていても良い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、（平面）光導波路
を用いたホログラム（記録再生）媒体に関する。
を用いたホログラム（記録再生）媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】いわゆる光導波路ホログラム媒体例を図
１１に示す（参考文献：栖原敏明、西原浩、小山次郎、
「導波路ホログラム」、電子通信学会論文誌、Vol. J60
-C, No.4, pp.197-204, 1977）。ここに開示される導波
路付ホログラム媒体は、コア層１とコア層１に重ねて設
けられた記録層４(光学記録材料層)と、クラッド層２と
を有している。
１１に示す（参考文献：栖原敏明、西原浩、小山次郎、
「導波路ホログラム」、電子通信学会論文誌、Vol. J60
-C, No.4, pp.197-204, 1977）。ここに開示される導波
路付ホログラム媒体は、コア層１とコア層１に重ねて設
けられた記録層４(光学記録材料層)と、クラッド層２と
を有している。
【０００３】図１２に示すように、コア層１の端面より
参照光５を入射させ、コア層１に伝搬光５００を伝搬さ
せる。そして、コア層１の法線方向から物体光６を入射
させ、参照光５により生じるエバネセント光５２０と、
物体光６とが形成する干渉縞をホログラムとして記録層
４に記録する。再生は、図１２に示すように、参照光５
をコア層１に照射すると、参照光５により生じるエバネ
セント光５２０が、コア層１の外部へと漏れだし、記録
層４を透過して、記録された干渉縞の回折により、記録
時の物体光６を再生光７として再生する。
参照光５を入射させ、コア層１に伝搬光５００を伝搬さ
せる。そして、コア層１の法線方向から物体光６を入射
させ、参照光５により生じるエバネセント光５２０と、
物体光６とが形成する干渉縞をホログラムとして記録層
４に記録する。再生は、図１２に示すように、参照光５
をコア層１に照射すると、参照光５により生じるエバネ
セント光５２０が、コア層１の外部へと漏れだし、記録
層４を透過して、記録された干渉縞の回折により、記録
時の物体光６を再生光７として再生する。
【０００４】次に、光導波路を多層化した多層光導波路
ホログラム媒体とする方法が提案されている（例えば、
特開平９−１０１７３５号公報参照）。図１３に多層光
導波路ホログラム媒体の構成例を示す。図１３におい
て、記録層４はコア層１とクラッド層２の境界面に設け
られている。図１３の構成の媒体にホログラムを記録す
る場合は、レンズ４４により、参照光５をコア層１のう
ちの１つの端面から入射し、同時に物体光６を光導波路
の導波面の法線方向から入射させ、ホログラムをコア層
１の境界面に設けられた記録層４に記録する。
ホログラム媒体とする方法が提案されている（例えば、
特開平９−１０１７３５号公報参照）。図１３に多層光
導波路ホログラム媒体の構成例を示す。図１３におい
て、記録層４はコア層１とクラッド層２の境界面に設け
られている。図１３の構成の媒体にホログラムを記録す
る場合は、レンズ４４により、参照光５をコア層１のう
ちの１つの端面から入射し、同時に物体光６を光導波路
の導波面の法線方向から入射させ、ホログラムをコア層
１の境界面に設けられた記録層４に記録する。
【０００５】また、記録後の図１３の構成の多層光導波
路ホログラム媒体からホログラムを再生する場合は、参
照光５をコア層１のうちの１つの端面から入射し、図１
２と同様の原理で再生光７として再生する。また、記録
層を設けずに、各々に散乱要因を形成した光導波路を多
層化することにより、再生専用の多重記録ホログラム媒
体とする方法が提案されている（例えば、特開平１１−
３３７７５６号公報参照）。
路ホログラム媒体からホログラムを再生する場合は、参
照光５をコア層１のうちの１つの端面から入射し、図１
２と同様の原理で再生光７として再生する。また、記録
層を設けずに、各々に散乱要因を形成した光導波路を多
層化することにより、再生専用の多重記録ホログラム媒
体とする方法が提案されている（例えば、特開平１１−
３３７７５６号公報参照）。
【０００６】図１４に散乱要因を形成した光導波路を多
層化した再生専用の多重記録ホログラム媒体の構成例を
示す。図１４において、３２５はコア層１とクラッド層
２の片方の境界面に設けられた、ホログラムを再生させ
るための散乱要因であり、前記境界面の凹凸形状等によ
り構成される。即ち、この場合は、あらかじめ形成され
る散乱要因が、ホログラム記録された干渉縞に対応して
いる。図１４の構成の媒体からホログラムを再生する場
合は、参照光５をコア層１のうちの１つの端面から入射
し、コア層１の境界面に設けられた前記散乱要因３２５
で生じる散乱光を再生光７とする。
層化した再生専用の多重記録ホログラム媒体の構成例を
示す。図１４において、３２５はコア層１とクラッド層
２の片方の境界面に設けられた、ホログラムを再生させ
るための散乱要因であり、前記境界面の凹凸形状等によ
り構成される。即ち、この場合は、あらかじめ形成され
る散乱要因が、ホログラム記録された干渉縞に対応して
いる。図１４の構成の媒体からホログラムを再生する場
合は、参照光５をコア層１のうちの１つの端面から入射
し、コア層１の境界面に設けられた前記散乱要因３２５
で生じる散乱光を再生光７とする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１１
および図１３の構成の媒体では、これら導波路型ホログ
ラム媒体において、上述したエバネセント光は光強度が
本質的に弱いので、記録層への情報記録が十分に行われ
ない可能性がある。また、記録層４がコア層１に近接す
るため、参照光５が記録層４にも入射しやすく、良好な
記録再生動作を行うことが難しいという問題もある。更
には、参照光５がコア層１のみに入射された場合も、参
照光のうちエバネセント光成分が記録層に吸収されるた
め、入射端から離れるに従い参照光強度（即ち、エバネ
セント光強度）が減衰し十分に記録層に記録できないと
いう問題がある。
および図１３の構成の媒体では、これら導波路型ホログ
ラム媒体において、上述したエバネセント光は光強度が
本質的に弱いので、記録層への情報記録が十分に行われ
ない可能性がある。また、記録層４がコア層１に近接す
るため、参照光５が記録層４にも入射しやすく、良好な
記録再生動作を行うことが難しいという問題もある。更
には、参照光５がコア層１のみに入射された場合も、参
照光のうちエバネセント光成分が記録層に吸収されるた
め、入射端から離れるに従い参照光強度（即ち、エバネ
セント光強度）が減衰し十分に記録層に記録できないと
いう問題がある。
【０００８】さらに、図１３の構成の媒体では、各コア
層１ごとに記録層４を配置する必要があるため、全体の
構成および製造工程が複雑になり、作製コストが高くな
るという問題があった。そして、図１４の構成の媒体で
は、再生専用となるため、情報の追記や書換えが不可能
であるという問題があった。
層１ごとに記録層４を配置する必要があるため、全体の
構成および製造工程が複雑になり、作製コストが高くな
るという問題があった。そして、図１４の構成の媒体で
は、再生専用となるため、情報の追記や書換えが不可能
であるという問題があった。
【０００９】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
もので、光導波路を用いたホログラム媒体において、良
好なホログラム記録再生動作を行なえるようにするこ
と、光学部品として扱いやすいホログラム媒体を実現さ
せることを目的としている。
もので、光導波路を用いたホログラム媒体において、良
好なホログラム記録再生動作を行なえるようにするこ
と、光学部品として扱いやすいホログラム媒体を実現さ
せることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は、屈折
率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少な
くとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより
低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なく
とも１つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導
波路の外側に、ホログラム記録・再生用の参照光が前記
光導波路を介して入射可能なように配置される少なくと
も１つの記録層とを有するホログラム媒体を提供する。
典型的には、前記屈折率のより低い部分は、少なくとも
１つのクラッド層を含む。また、前記回折格子層により
発生する回折光が、１種類以上の平行光、もしくは１種
類以上の収束光または発散光を含むようにしても良い。
率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少な
くとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより
低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なく
とも１つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導
波路の外側に、ホログラム記録・再生用の参照光が前記
光導波路を介して入射可能なように配置される少なくと
も１つの記録層とを有するホログラム媒体を提供する。
典型的には、前記屈折率のより低い部分は、少なくとも
１つのクラッド層を含む。また、前記回折格子層により
発生する回折光が、１種類以上の平行光、もしくは１種
類以上の収束光または発散光を含むようにしても良い。
【００１１】好適例として、前記回折格子層は屈折率ゆ
らぎとして形成される。また、前記回折格子層は凹凸形
状を有するようにしても良い。更に、前記回折格子層に
より発生する回折光が所望の強度を有するように、該回
折格子層の回折効率が層内方向に所定の分布を有するよ
うにしても良い。好適例としては、前記コア層を伝搬す
る光の伝搬方向に回折効率が漸次高くなるような分布と
する。
らぎとして形成される。また、前記回折格子層は凹凸形
状を有するようにしても良い。更に、前記回折格子層に
より発生する回折光が所望の強度を有するように、該回
折格子層の回折効率が層内方向に所定の分布を有するよ
うにしても良い。好適例としては、前記コア層を伝搬す
る光の伝搬方向に回折効率が漸次高くなるような分布と
する。
【００１２】また、前記光導波路は、屈折率のより低い
部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも２つの
コア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との
境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも２つの回
折格子層とが積層された構造を有し、前記回折格子層に
より発生する回折光が所望の強度を有するように、前記
少なくとも２つの回折格子層の回折効率が積層方向に所
定の分布を有するようにしても良い。好適例として、上
記少なくとも２つの回折格子層の回折効率が、回折光の
一出射方向に漸次低くなるような分布を有する。更に、
各回折格子層の回折効率は、前記コア層を伝搬する光の
伝搬方向に回折効率が漸次高くなるような分布を有する
ようにしても良い。これにより、いずれの回折格子層か
ら光導波路の外に出てくる回折光の強度も等しいかある
いは同程度とすることができる。
部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも２つの
コア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との
境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも２つの回
折格子層とが積層された構造を有し、前記回折格子層に
より発生する回折光が所望の強度を有するように、前記
少なくとも２つの回折格子層の回折効率が積層方向に所
定の分布を有するようにしても良い。好適例として、上
記少なくとも２つの回折格子層の回折効率が、回折光の
一出射方向に漸次低くなるような分布を有する。更に、
各回折格子層の回折効率は、前記コア層を伝搬する光の
伝搬方向に回折効率が漸次高くなるような分布を有する
ようにしても良い。これにより、いずれの回折格子層か
ら光導波路の外に出てくる回折光の強度も等しいかある
いは同程度とすることができる。
【００１３】また、同様の多層光導波路部分において、
前記少なくとも２つの回折格子層の少なくとも一部は、
互いに異なる特性の回折光を出射するように構成しても
良い。更に、前記光導波路と前記記録層とが空間的に離
れて配置されても良い。
前記少なくとも２つの回折格子層の少なくとも一部は、
互いに異なる特性の回折光を出射するように構成しても
良い。更に、前記光導波路と前記記録層とが空間的に離
れて配置されても良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の各実
施の形態を説明する。各実施形態の図面間において、対
応する部分には同一の参照番号を付し、その説明を省略
もしくは簡略化するものとする。
施の形態を説明する。各実施形態の図面間において、対
応する部分には同一の参照番号を付し、その説明を省略
もしくは簡略化するものとする。
【００１５】＜第１実施形態＞図１に本発明の第１の実
施の形態であるホログラム媒体を示す。図１において、
１０はコア層１と上側のクラッド層２の境界面に形成さ
れた回折格子層、４は記録層である。なお、この回折格
子層１０は、コア層１と下側または両側のクラッド層２
の境界面に形成されていても、又は、コア層１内に形成
されていても同様の効果が期待できる。これは、以下の
関連各実施形態でも同様である。記録層４は、コア層１
とクラッド層２で構成される光導波路上に、その導波面
に平行に積層された光学的記録材料からなる。
施の形態であるホログラム媒体を示す。図１において、
１０はコア層１と上側のクラッド層２の境界面に形成さ
れた回折格子層、４は記録層である。なお、この回折格
子層１０は、コア層１と下側または両側のクラッド層２
の境界面に形成されていても、又は、コア層１内に形成
されていても同様の効果が期待できる。これは、以下の
関連各実施形態でも同様である。記録層４は、コア層１
とクラッド層２で構成される光導波路上に、その導波面
に平行に積層された光学的記録材料からなる。
【００１６】８は光導波路と記録層４とを固定する接着
層であるが、記録層４と光導波路とを別の方法で固定し
ても良い。更には、光導波路と記録層４とが接していな
い配置形態も可能である。これらの点もまた、以下の各
実施形態でも同様である。図１のホログラム媒体の作製
方法は、例えば以下の通りである。まず、スピンコート
（回転塗布）法等により、下側のクラッド層２の上にコ
ア層１を形成する。次に、コア層１の上に回折格子層１
０を形成させるためのレジストを、スピンコート法等に
より塗布する。コア層１の上に形成されたレジストに、
光あるいは電子ビームを照射し、２光束干渉露光法ある
いは電子ビーム描画法によって、回折格子層１０のパタ
ーニングを行うことができる。この上に、更に上側のク
ラッド層２が形成される。
層であるが、記録層４と光導波路とを別の方法で固定し
ても良い。更には、光導波路と記録層４とが接していな
い配置形態も可能である。これらの点もまた、以下の各
実施形態でも同様である。図１のホログラム媒体の作製
方法は、例えば以下の通りである。まず、スピンコート
（回転塗布）法等により、下側のクラッド層２の上にコ
ア層１を形成する。次に、コア層１の上に回折格子層１
０を形成させるためのレジストを、スピンコート法等に
より塗布する。コア層１の上に形成されたレジストに、
光あるいは電子ビームを照射し、２光束干渉露光法ある
いは電子ビーム描画法によって、回折格子層１０のパタ
ーニングを行うことができる。この上に、更に上側のク
ラッド層２が形成される。
【００１７】なお、下側のクラッド層２とコア層１を形
成する際に、支持用に基板を用いても良く、クラッド層
２およびコア層１で形成される光導波路の厚さが十分に
厚い場合は、係る支持基板を省略し、クラッド層２とコ
ア層１だけからなる構成をとっても良い。上記のように
形成された光導波路上に、光学的記録材料を記録層４と
して配置する。光学的記録材料としては、一般的なホロ
グラム記録で用いられる光学的記録材料で有れば良い。
例えば、光照射により環状構造の変化に伴う光重合を生
じるフォトポリマー等の光重合性材料、重クロム酸アン
モニウム−ポリビニルアルコール系材料に代表されるよ
うな光架橋性材料、フォトクロミック材料、アゾ色素を
ＰＭＭＡ(ポリメチルメタアクリレート)にドープした材
料に代表されるような光異性化材料、あるいはＬｉＮｂ
Ｏ３，ＢａＴｉＯ３，Ｂａ１２ＳｉＯ２０（ＢＳＯ）な
どの無機誘電体結晶に代表されるフォトリフラクティブ
材料もしくはポリマー系フォトリフラクティブ材料など
があげられる。光学的記録材料の具体例は、以下の各実
施形態でも同様である。
成する際に、支持用に基板を用いても良く、クラッド層
２およびコア層１で形成される光導波路の厚さが十分に
厚い場合は、係る支持基板を省略し、クラッド層２とコ
ア層１だけからなる構成をとっても良い。上記のように
形成された光導波路上に、光学的記録材料を記録層４と
して配置する。光学的記録材料としては、一般的なホロ
グラム記録で用いられる光学的記録材料で有れば良い。
例えば、光照射により環状構造の変化に伴う光重合を生
じるフォトポリマー等の光重合性材料、重クロム酸アン
モニウム−ポリビニルアルコール系材料に代表されるよ
うな光架橋性材料、フォトクロミック材料、アゾ色素を
ＰＭＭＡ(ポリメチルメタアクリレート)にドープした材
料に代表されるような光異性化材料、あるいはＬｉＮｂ
Ｏ３，ＢａＴｉＯ３，Ｂａ１２ＳｉＯ２０（ＢＳＯ）な
どの無機誘電体結晶に代表されるフォトリフラクティブ
材料もしくはポリマー系フォトリフラクティブ材料など
があげられる。光学的記録材料の具体例は、以下の各実
施形態でも同様である。
【００１８】また、媒体の具体的な形状としては、カー
ド型、チップ型、ディスク型、テープ型、ドラム型等が
考えられるが、いずれも本発明の手法が適用でき、いず
れも同様の効果を奏する。また、光導波路の導波面と記
録層の面積が同一である必要は必ずしもなく、導波面の
面積の方が大きくても小さくても良い。導波面の面積の
方が小さい場合には、光導波路を一次元、二次元、三次
元駆動することにより、より大きな記録層全面に対応さ
せることができる。
ド型、チップ型、ディスク型、テープ型、ドラム型等が
考えられるが、いずれも本発明の手法が適用でき、いず
れも同様の効果を奏する。また、光導波路の導波面と記
録層の面積が同一である必要は必ずしもなく、導波面の
面積の方が大きくても小さくても良い。導波面の面積の
方が小さい場合には、光導波路を一次元、二次元、三次
元駆動することにより、より大きな記録層全面に対応さ
せることができる。
【００１９】図１のホログラム媒体に記録再生を行う方
法を以下に示す。記録時には、レンズ４４により、コア
層１の側面から参照光５を、また同時に光導波路の上方
あるいは下方のいずれか一方から（図１では下方から）
物体光６を入射させる。入射された参照光５は、コア層
１を伝搬し、コア層１に回折格子層１０が形成された領
域において、特定の波面を有する回折光９となって、コ
ア層１外部へと放射される。このとき外部へ放射された
回折光９は記録層４を透過する。
法を以下に示す。記録時には、レンズ４４により、コア
層１の側面から参照光５を、また同時に光導波路の上方
あるいは下方のいずれか一方から（図１では下方から）
物体光６を入射させる。入射された参照光５は、コア層
１を伝搬し、コア層１に回折格子層１０が形成された領
域において、特定の波面を有する回折光９となって、コ
ア層１外部へと放射される。このとき外部へ放射された
回折光９は記録層４を透過する。
【００２０】一方で、光導波路の下方から入射された物
体光６は、コア層１およびクラッド層２からなる光導波
路部を透過し、記録層４を透過する。記録層４において
は、参照光５による回折光９および物体光６とが干渉
し、記録層４の内部に干渉縞がホログラムとして記録さ
れる。次に再生時には、コア層１の端面に参照光５を照
射する。照射された参照光５は、コア層１を伝搬し、回
折格子層１０が形成された領域において、記録時と同じ
特定の波面を有する回折光９となって、コア層１外部へ
と放射され記録層４を透過する。このとき、記録された
干渉縞による回折により、記録時の物体光６に対応した
再生光７を発生することができる。
体光６は、コア層１およびクラッド層２からなる光導波
路部を透過し、記録層４を透過する。記録層４において
は、参照光５による回折光９および物体光６とが干渉
し、記録層４の内部に干渉縞がホログラムとして記録さ
れる。次に再生時には、コア層１の端面に参照光５を照
射する。照射された参照光５は、コア層１を伝搬し、回
折格子層１０が形成された領域において、記録時と同じ
特定の波面を有する回折光９となって、コア層１外部へ
と放射され記録層４を透過する。このとき、記録された
干渉縞による回折により、記録時の物体光６に対応した
再生光７を発生することができる。
【００２１】本実施形態によるホログラム媒体は、記録
層４がコア層１と分離しているために、参照光５をコア
層１の端面から入射する際、この光が同時に記録層４に
も入射されることがなく、良好なホログラム記録・再生
動作が行なえる。更に、記録層４がコア層１と分離した
単一な構造のために、全体の構成および製造工程が簡単
になり、低いコストで作製が可能となる。なお、記録層
４を透過する回折光９の波面は、回折格子層１０を適切
に設計することによって、任意に形成することが可能で
ある。例えば、光導波路の回折格子層１０が形成された
領域全面にわたり、一様な波面（平面波あるいは球面
波）を発生させることもできる。
層４がコア層１と分離しているために、参照光５をコア
層１の端面から入射する際、この光が同時に記録層４に
も入射されることがなく、良好なホログラム記録・再生
動作が行なえる。更に、記録層４がコア層１と分離した
単一な構造のために、全体の構成および製造工程が簡単
になり、低いコストで作製が可能となる。なお、記録層
４を透過する回折光９の波面は、回折格子層１０を適切
に設計することによって、任意に形成することが可能で
ある。例えば、光導波路の回折格子層１０が形成された
領域全面にわたり、一様な波面（平面波あるいは球面
波）を発生させることもできる。
【００２２】また、図２に示すように、回折格子層１０
が形成される領域において、互いに特性の異なる領域を
左右に設け、各領域毎に回折格子層１０の、例えば溝の
間隔および角度を変えることによって、回折光９として
互いに異なる向きの平行光（平面波）を発生させること
が可能である。同様にして、２種類以上の領域分けし
た、多機能な導波路付ホログラム記録再生を実現するこ
とができる。
が形成される領域において、互いに特性の異なる領域を
左右に設け、各領域毎に回折格子層１０の、例えば溝の
間隔および角度を変えることによって、回折光９として
互いに異なる向きの平行光（平面波）を発生させること
が可能である。同様にして、２種類以上の領域分けし
た、多機能な導波路付ホログラム記録再生を実現するこ
とができる。
【００２３】例えば図３に示すように、回折格子層１０
が形成された領域において、回折格子層１０の溝の間隔
および各溝ごとの角度を変えることにより、回折光９と
して互いに異なる種類の収束光もしくは発散光を発生さ
せることが可能である。このように、回折格子層１０で
得られる多様な波面により、多機能な導波路付ホログラ
ム記録再生が実現する。
が形成された領域において、回折格子層１０の溝の間隔
および各溝ごとの角度を変えることにより、回折光９と
して互いに異なる種類の収束光もしくは発散光を発生さ
せることが可能である。このように、回折格子層１０で
得られる多様な波面により、多機能な導波路付ホログラ
ム記録再生が実現する。
【００２４】ところで、コア層１を光が伝搬するために
は、コア層１をコア層１の屈折率より低い屈折率を持つ
媒質で挟めばよい。図１では、クラッド層２の屈折率は
コア層１の屈折率より低く設定されている。クラッド層
２は、光導波路の形状を維持、支持する働きのため、上
記のような全部のコア層１を挟む位置に配置したが、コ
ア層１内を光が伝搬されるようにコア層１が屈折率のよ
り低い部分にそれぞれ挟まれていれば良い。例えば自由
空間の屈折率がコア層１の屈折率より低い場合（即ち、
屈折率のより低い部分が空気、真空など）には、例えば
最上層のクラッド層２、最下層のクラッド層２のいずれ
か一方あるいは両方がなくても、空気などにはさまれた
コア層１に光が導波されるので、同様の効果を奏する。
また、記録層の屈折率がコア層の屈折率より低い場合、
記録層が、上記屈折率のより低い部分の働きをする。こ
れは一般に、コア層が複数ある場合においても、各コア
層に関して同様である。
は、コア層１をコア層１の屈折率より低い屈折率を持つ
媒質で挟めばよい。図１では、クラッド層２の屈折率は
コア層１の屈折率より低く設定されている。クラッド層
２は、光導波路の形状を維持、支持する働きのため、上
記のような全部のコア層１を挟む位置に配置したが、コ
ア層１内を光が伝搬されるようにコア層１が屈折率のよ
り低い部分にそれぞれ挟まれていれば良い。例えば自由
空間の屈折率がコア層１の屈折率より低い場合（即ち、
屈折率のより低い部分が空気、真空など）には、例えば
最上層のクラッド層２、最下層のクラッド層２のいずれ
か一方あるいは両方がなくても、空気などにはさまれた
コア層１に光が導波されるので、同様の効果を奏する。
また、記録層の屈折率がコア層の屈折率より低い場合、
記録層が、上記屈折率のより低い部分の働きをする。こ
れは一般に、コア層が複数ある場合においても、各コア
層に関して同様である。
【００２５】また、回折光９は記録層４と一体となった
光導波路内部から発生し、ホログラム記録・再生用の参
照光となる。これにより、本発明では、従来、ホログラ
ム記録・再生用の参照光を精密に調整するため外部に設
けていたミラーならびにその駆動機構等が不要となり、
簡易な方法で高精度なホログラム記録・再生動作が実現
可能となる。
光導波路内部から発生し、ホログラム記録・再生用の参
照光となる。これにより、本発明では、従来、ホログラ
ム記録・再生用の参照光を精密に調整するため外部に設
けていたミラーならびにその駆動機構等が不要となり、
簡易な方法で高精度なホログラム記録・再生動作が実現
可能となる。
【００２６】＜第２実施形態＞図４に第２実施形態のホ
ログラム媒体を示す。図４に示すように、本実施形態で
は、記録層４が、光導波路の上下両側に、導波面と平行
に配置されている。本ホログラム媒体の動作原理および
その記録再生方法は、図１に示す、１つの記録層４が光
導波路の一方に配置された場合と同様である。ただし、
上下２つの記録層４を設けることで、回折光９の有効利
用が可能であり、記録再生効率の向上が図られる。すな
わち、記録層４は、光導波路の上下いずれの片面に配置
されていても、あるいは両面に配置されていても同様の
効果を奏し、あるいは、１つの記録層をはさむように光
導波路を両側に配置しても良い。あるいは、光導波路と
記録層とを交互に積層させても良い。
ログラム媒体を示す。図４に示すように、本実施形態で
は、記録層４が、光導波路の上下両側に、導波面と平行
に配置されている。本ホログラム媒体の動作原理および
その記録再生方法は、図１に示す、１つの記録層４が光
導波路の一方に配置された場合と同様である。ただし、
上下２つの記録層４を設けることで、回折光９の有効利
用が可能であり、記録再生効率の向上が図られる。すな
わち、記録層４は、光導波路の上下いずれの片面に配置
されていても、あるいは両面に配置されていても同様の
効果を奏し、あるいは、１つの記録層をはさむように光
導波路を両側に配置しても良い。あるいは、光導波路と
記録層とを交互に積層させても良い。
【００２７】また記録層と光導波路とが空間的に離れて
配置されていても同様の効果を奏する。このような、記
録層と光導波路との自由な組み合わせ形態は、本発明に
属するいずれのホログラム媒体についても言えることで
ある。即ち、 （１）記録層と光導波路とが一体構成されており、これ
を記録／再生装置に装荷する。 （２）記録層と光導波路とが離れて構成されており、こ
れらを重ねた後に記録／再生装置に装荷する。 （３）記録層と光導波路とが離れて構成されており、光
導波路は記録／再生装置に前もって装備し、動作時に記
録層部分を装荷することにより、両者が重なる。のいず
れの形態も可能である。なお、記録／再生の動作時に、
両者の間が空間的に離れていても良い。
配置されていても同様の効果を奏する。このような、記
録層と光導波路との自由な組み合わせ形態は、本発明に
属するいずれのホログラム媒体についても言えることで
ある。即ち、 （１）記録層と光導波路とが一体構成されており、これ
を記録／再生装置に装荷する。 （２）記録層と光導波路とが離れて構成されており、こ
れらを重ねた後に記録／再生装置に装荷する。 （３）記録層と光導波路とが離れて構成されており、光
導波路は記録／再生装置に前もって装備し、動作時に記
録層部分を装荷することにより、両者が重なる。のいず
れの形態も可能である。なお、記録／再生の動作時に、
両者の間が空間的に離れていても良い。
【００２８】さらに、記録層４は、上下いずれかの片
面、あるいは両面を保護膜により挟まれていても、ある
いは保護膜により周囲を覆われていても同様の効果を奏
する。
面、あるいは両面を保護膜により挟まれていても、ある
いは保護膜により周囲を覆われていても同様の効果を奏
する。
【００２９】＜第３実施形態＞図５に、第３実施形態の
ホログラム媒体を示す。図５に示すように、本実施形態
の光導波路は、コア層１とクラッド層２が２組以上積層
された多層光導波路である。ここでは、１つのクラッド
層が、下側のコア層に対する上側のクラッド層として、
また、上側のコア層に対する下側のクラッド層として機
能する。
ホログラム媒体を示す。図５に示すように、本実施形態
の光導波路は、コア層１とクラッド層２が２組以上積層
された多層光導波路である。ここでは、１つのクラッド
層が、下側のコア層に対する上側のクラッド層として、
また、上側のコア層に対する下側のクラッド層として機
能する。
【００３０】そして、各回折格子層１０は、各コア層と
上側のクラッド層との境界面に形成されている。本構成
においても同様に、回折格子層１０は、各コア層１と下
側または両側のクラッド層２の境界面に形成されていて
も、また、各コア層１内に形成されていても同様の効果
が得られる。記録層４は多層光導波路の一方（上側）
に、導波面と平行に配置される。図５の導波路付ホログ
ラム媒体の作製において、コア層、クラッド層、回折格
子層１０を設ける方法は、第１実施形態と同様である。
ただし、各コア層１に形成する回折格子層１０は、各コ
ア層１ごとに形状が異なるようにしておくことによっ
て、各コア層１ごとに発生する回折光９の波面が異なる
ように設定することができる。
上側のクラッド層との境界面に形成されている。本構成
においても同様に、回折格子層１０は、各コア層１と下
側または両側のクラッド層２の境界面に形成されていて
も、また、各コア層１内に形成されていても同様の効果
が得られる。記録層４は多層光導波路の一方（上側）
に、導波面と平行に配置される。図５の導波路付ホログ
ラム媒体の作製において、コア層、クラッド層、回折格
子層１０を設ける方法は、第１実施形態と同様である。
ただし、各コア層１に形成する回折格子層１０は、各コ
ア層１ごとに形状が異なるようにしておくことによっ
て、各コア層１ごとに発生する回折光９の波面が異なる
ように設定することができる。
【００３１】例えば、各回折格子層１０ごとに変化させ
るパラメータは、溝幅、間隔、角度、高さ、およびこれ
らの組み合わせ、さらには回折格子層１０の領域の大き
さや形状があり、これによって多様な波面を有する回折
光を発生することができ、このため多様なホログラムの
記録および再生が可能になる。多様な波面の例として、
回折光９が平行光(平面波)または、その集合である場合
（図２参照）、発生する回折光９が収束光もしくは発散
光、または収束光もしくは発散光を含む波面の集合であ
る場合（図３参照）がある。
るパラメータは、溝幅、間隔、角度、高さ、およびこれ
らの組み合わせ、さらには回折格子層１０の領域の大き
さや形状があり、これによって多様な波面を有する回折
光を発生することができ、このため多様なホログラムの
記録および再生が可能になる。多様な波面の例として、
回折光９が平行光(平面波)または、その集合である場合
（図２参照）、発生する回折光９が収束光もしくは発散
光、または収束光もしくは発散光を含む波面の集合であ
る場合（図３参照）がある。
【００３２】各コア層に回折格子層１０を作製した後
に、次の上のクラッド層２の形成を行う。このようにし
て、複数のコア層１および複数のクラッド層２から構成
される多層光導波路を形成した後、その更に上に記録層
４を配置する。なお、多層光導波路と記録層４との間に
接着層８を必要に応じて設けても良い。
に、次の上のクラッド層２の形成を行う。このようにし
て、複数のコア層１および複数のクラッド層２から構成
される多層光導波路を形成した後、その更に上に記録層
４を配置する。なお、多層光導波路と記録層４との間に
接着層８を必要に応じて設けても良い。
【００３３】本実施形態におけるホログラムの記録再生
の方法を、以下に説明する。記録時には、特定のコア層
１の側面から参照光５を、また同時に多層光導波路の上
方または下方のいずれか一方から（図では下方から）物
体光６を入射させる。入射された参照光５は、コア層１
を伝搬し、コア層１に回折格子層１０が形成された領域
において、特定の波面を有する回折光９となって、コア
層１の外部へと放射される。このとき外部へ放射された
回折光９は記録層４を透過する。
の方法を、以下に説明する。記録時には、特定のコア層
１の側面から参照光５を、また同時に多層光導波路の上
方または下方のいずれか一方から（図では下方から）物
体光６を入射させる。入射された参照光５は、コア層１
を伝搬し、コア層１に回折格子層１０が形成された領域
において、特定の波面を有する回折光９となって、コア
層１の外部へと放射される。このとき外部へ放射された
回折光９は記録層４を透過する。
【００３４】一方で、多層光導波路の下方から入射され
た物体光６は、複数のコア層１およびクラッド層２から
なる多層光導波路を透過し、記録層４を透過する。記録
層４においては、前記参照光５による回折光９と物体光
６とが干渉し、記録層４の内部に干渉縞がホログラムと
して記録される。次に、再生時には、特定のコア層１の
端面に参照光５を照射する。照射された参照光５は、コ
ア層１を伝搬し、回折格子層１０が形成された領域にお
いて、記録時と同じ特定の波面を有する回折光９となっ
て、コア層１の外部へと放射され記録層４を透過する。
このとき、記録された干渉縞による回折により、記録時
の物体光６に対応する再生光７を発生することができ
る。
た物体光６は、複数のコア層１およびクラッド層２から
なる多層光導波路を透過し、記録層４を透過する。記録
層４においては、前記参照光５による回折光９と物体光
６とが干渉し、記録層４の内部に干渉縞がホログラムと
して記録される。次に、再生時には、特定のコア層１の
端面に参照光５を照射する。照射された参照光５は、コ
ア層１を伝搬し、回折格子層１０が形成された領域にお
いて、記録時と同じ特定の波面を有する回折光９となっ
て、コア層１の外部へと放射され記録層４を透過する。
このとき、記録された干渉縞による回折により、記録時
の物体光６に対応する再生光７を発生することができ
る。
【００３５】回折格子層１０の形状を各コア層１ごとに
異ならせた場合、同一の媒体中において、回折格子層１
０で得られる多様な波面により、多様なホログラムの記
録および再生が可能になる。また、コア層１ごとに記録
層４を配置する必要がないので、全体の構成及び製造工
程が簡単になり、作製コストが安価になる。
異ならせた場合、同一の媒体中において、回折格子層１
０で得られる多様な波面により、多様なホログラムの記
録および再生が可能になる。また、コア層１ごとに記録
層４を配置する必要がないので、全体の構成及び製造工
程が簡単になり、作製コストが安価になる。
【００３６】＜第４実施形態＞図６に、第４実施形態の
ホログラム媒体を示す。図６に示すように、記録層４
は、第３実施形態と同様の構成の多層光導波路に隣接す
る上下両方向に配置される。本ホログラム媒体の動作原
理およびその記録再生方法は、第３実施形態と同様であ
るが、上下２つの記録層４を設けることで、回折光９の
有効利用が可能であり、記録再生効率の向上が図られ
る。
ホログラム媒体を示す。図６に示すように、記録層４
は、第３実施形態と同様の構成の多層光導波路に隣接す
る上下両方向に配置される。本ホログラム媒体の動作原
理およびその記録再生方法は、第３実施形態と同様であ
るが、上下２つの記録層４を設けることで、回折光９の
有効利用が可能であり、記録再生効率の向上が図られ
る。
【００３７】＜第５実施形態＞図７に、第５実施形態の
ホログラム媒体を示す。図７において、１１はコア層１
内の屈折率ゆらぎとして形成された回折格子層である。
記録層４は、第３実施形態と同様に、多層光導波路の一
方に隣接して設けられる。本ホログラム媒体の作製方法
は、例えば以下の通りである。例えば、導波路材料とし
てＰＭＭＡやフォトポリマーなどの高分子材料を用いる
場合、スピンコート法等により、基板上にクラッド層２
を形成し、さらにこのクラッド層２の上にコア層１の一
部分を形成する。次に、コア層１の残りの部分として、
コア層とほぼ等しい屈折率のレジストを塗布し、レーザ
干渉法あるいは電子ビームを照射することで、レジスト
に光重合の差違が生じて、コア層１に屈折率ゆらぎをも
たせることができる。
ホログラム媒体を示す。図７において、１１はコア層１
内の屈折率ゆらぎとして形成された回折格子層である。
記録層４は、第３実施形態と同様に、多層光導波路の一
方に隣接して設けられる。本ホログラム媒体の作製方法
は、例えば以下の通りである。例えば、導波路材料とし
てＰＭＭＡやフォトポリマーなどの高分子材料を用いる
場合、スピンコート法等により、基板上にクラッド層２
を形成し、さらにこのクラッド層２の上にコア層１の一
部分を形成する。次に、コア層１の残りの部分として、
コア層とほぼ等しい屈折率のレジストを塗布し、レーザ
干渉法あるいは電子ビームを照射することで、レジスト
に光重合の差違が生じて、コア層１に屈折率ゆらぎをも
たせることができる。
【００３８】また、導波路材料としてフォトクロミック
材料を用いた場合は、２光束干渉露光により直接回折格
子を形成することができる。あるいは、カルコゲナイド
非晶質薄膜を導波路材料として用いた場合には、光ある
いは電子ビームを照射することで、コア層１内に屈折率
ゆらぎを有する回折格子層１１を作製することができ
る。なお、クラッド層２の材料としてＬｉＮｂＯ３を用
い、コア層１に相当する領域にＴｉあるいはＦｅなどを
拡散すれば、コア層１を形成することが可能である。こ
の場合もやはり２光束干渉露光により、直接、回折格子
パターンを露光して、コア層１に屈折率ゆらぎを発生さ
せ、回折格子層１１を作製することができる。
材料を用いた場合は、２光束干渉露光により直接回折格
子を形成することができる。あるいは、カルコゲナイド
非晶質薄膜を導波路材料として用いた場合には、光ある
いは電子ビームを照射することで、コア層１内に屈折率
ゆらぎを有する回折格子層１１を作製することができ
る。なお、クラッド層２の材料としてＬｉＮｂＯ３を用
い、コア層１に相当する領域にＴｉあるいはＦｅなどを
拡散すれば、コア層１を形成することが可能である。こ
の場合もやはり２光束干渉露光により、直接、回折格子
パターンを露光して、コア層１に屈折率ゆらぎを発生さ
せ、回折格子層１１を作製することができる。
【００３９】この屈折率ゆらぎを有する回折格子層１１
は、例えば、位相ホログラムとして機能する。位相ホロ
グラムの回折効率（図７の参照光５の強度に対する回折
光９の強度の比）の理論値は１００％に近い値に達する
ので、一般の振幅ホログラムを用いた場合に比較して高
感度の導波路付ホログラム媒体が実現できる。
は、例えば、位相ホログラムとして機能する。位相ホロ
グラムの回折効率（図７の参照光５の強度に対する回折
光９の強度の比）の理論値は１００％に近い値に達する
ので、一般の振幅ホログラムを用いた場合に比較して高
感度の導波路付ホログラム媒体が実現できる。
【００４０】＜第６実施形態＞図８に、第６実施形態の
ホログラム媒体を示す。図８において、１２はコア層１
の表面に凹凸形状として形成された回折格子層である。
記録層４、多層光導波路の基本構成は、第５実施形態と
同じである。本ホログラム媒体の作製方法は、例えば以
下の通りである。まず、レジストやフォトポリマーなど
の高分子を材料とする多層光導波路では、スピンコート
法等により、クラッド層２を形成し、さらにこのクラッ
ド層２の上にコア層１を形成する。
ホログラム媒体を示す。図８において、１２はコア層１
の表面に凹凸形状として形成された回折格子層である。
記録層４、多層光導波路の基本構成は、第５実施形態と
同じである。本ホログラム媒体の作製方法は、例えば以
下の通りである。まず、レジストやフォトポリマーなど
の高分子を材料とする多層光導波路では、スピンコート
法等により、クラッド層２を形成し、さらにこのクラッ
ド層２の上にコア層１を形成する。
【００４１】次に、コア層１の上に回折格子層１２を形
成させるためのレジストをスピンコート法等により塗布
する。コア層１の上に形成されたレジストに、２光束干
渉露光あるいは電子ビーム描画を行い、次に、現像し
て、レジストにパターニングを行った後、コア層１をエ
ッチングすることにより、コア層１の表面を凹凸形状と
して、回折格子層１２を形成する。
成させるためのレジストをスピンコート法等により塗布
する。コア層１の上に形成されたレジストに、２光束干
渉露光あるいは電子ビーム描画を行い、次に、現像し
て、レジストにパターニングを行った後、コア層１をエ
ッチングすることにより、コア層１の表面を凹凸形状と
して、回折格子層１２を形成する。
【００４２】なお、回折格子層は、クラッド層２の表面
に凹凸形状として形成しても良い。この場合、まずは下
のクラッド層２の上にコア層１を形成し、このコア層１
の上に、レジストをスピンコート法等により塗布する。
次に、コア層１の上のレジストにパターニングを行い、
さらに、パターンの上にクラッド層の材料を堆積する。
その後のリフトオフ(不要パターンの除去)によって、コ
ア層１の上にクラッド層の材料を薄い装荷として残すこ
とができ、このコア層１の上に、クラッド層２を形成す
れば、回折格子層をクラッド層２の表面に凹凸形状とし
て形成することができる。
に凹凸形状として形成しても良い。この場合、まずは下
のクラッド層２の上にコア層１を形成し、このコア層１
の上に、レジストをスピンコート法等により塗布する。
次に、コア層１の上のレジストにパターニングを行い、
さらに、パターンの上にクラッド層の材料を堆積する。
その後のリフトオフ(不要パターンの除去)によって、コ
ア層１の上にクラッド層の材料を薄い装荷として残すこ
とができ、このコア層１の上に、クラッド層２を形成す
れば、回折格子層をクラッド層２の表面に凹凸形状とし
て形成することができる。
【００４３】さらに、回折格子層１２を形成する方法と
して、予め、回折格子層１２と同一の凹凸形状を有する
スタンパ（刻印）を作製しておき、これをコア層１また
はクラッド層２の表面に押し付けることにより、その形
状をコア層１またはクラッド層２に転写する方法を用い
ることもできる。この方法は、ＣＤやＤＶＤなど従来の
光ディスク量産工程を適用することができ、導波路付ホ
ログラム媒体の量産化に有用である。
して、予め、回折格子層１２と同一の凹凸形状を有する
スタンパ（刻印）を作製しておき、これをコア層１また
はクラッド層２の表面に押し付けることにより、その形
状をコア層１またはクラッド層２に転写する方法を用い
ることもできる。この方法は、ＣＤやＤＶＤなど従来の
光ディスク量産工程を適用することができ、導波路付ホ
ログラム媒体の量産化に有用である。
【００４４】この凹凸形状の回折格子層１２は、コア層
１の表面に凹凸形状として形成されているので、回折効
率が高く、高感度の導波路付ホログラム媒体が実現でき
る。
１の表面に凹凸形状として形成されているので、回折効
率が高く、高感度の導波路付ホログラム媒体が実現でき
る。
【００４５】＜第７実施形態＞上記各実施形態で示した
ホログラム媒体において、回折格子層は導波面内で一様
であってもなくても良いが、ここでは、回折格子層によ
る回折光が所望の強度を有するように、回折格子層の回
折効率が所定の分布を有するようにした例を示す。好適
例として、回折格子層が、伝搬光の伝搬方向に、回折効
率が漸次高くなるような分布を有しているものが挙げら
れる。このようにすれば、導波するに従って生じる光強
度の減衰をキャンセルでき、各回折格子層からの回折光
の強度プロファイルを層内方向で一様かあるいは同程度
とすることができる。図９は、矩形波形状のグレーティ
ングにより回折格子層を形成し、矩形の高さにより回折
効率を右へいくほど漸次高くなるように分布させた例を
示すものである。なお、この場合の回折効率は、矩形の
高さの二乗に比例する。
ホログラム媒体において、回折格子層は導波面内で一様
であってもなくても良いが、ここでは、回折格子層によ
る回折光が所望の強度を有するように、回折格子層の回
折効率が所定の分布を有するようにした例を示す。好適
例として、回折格子層が、伝搬光の伝搬方向に、回折効
率が漸次高くなるような分布を有しているものが挙げら
れる。このようにすれば、導波するに従って生じる光強
度の減衰をキャンセルでき、各回折格子層からの回折光
の強度プロファイルを層内方向で一様かあるいは同程度
とすることができる。図９は、矩形波形状のグレーティ
ングにより回折格子層を形成し、矩形の高さにより回折
効率を右へいくほど漸次高くなるように分布させた例を
示すものである。なお、この場合の回折効率は、矩形の
高さの二乗に比例する。
【００４６】また、多層光導波路において、２つ以上の
回折格子層の回折効率が、積層方向に所定の分布を有す
るようにしても良い。好適例としては、２つ以上の回折
格子層の回折効率が、回折光の出射方向に漸次低くなる
ような分布を有するものが挙げられる。このようにすれ
ば、例えば回折光を光導波路の上方へ出射する場合、光
導波路の下の方に位置する回折格子層からの回折光ほど
光導波路に吸収されやすく減衰する現象をキャンセルで
き、どの回折格子層から光導波路の外に出てくる回折光
の強度も一様かあるいは同程度にすることができる。
回折格子層の回折効率が、積層方向に所定の分布を有す
るようにしても良い。好適例としては、２つ以上の回折
格子層の回折効率が、回折光の出射方向に漸次低くなる
ような分布を有するものが挙げられる。このようにすれ
ば、例えば回折光を光導波路の上方へ出射する場合、光
導波路の下の方に位置する回折格子層からの回折光ほど
光導波路に吸収されやすく減衰する現象をキャンセルで
き、どの回折格子層から光導波路の外に出てくる回折光
の強度も一様かあるいは同程度にすることができる。
【００４７】図１０に、矩形波状のグレーティングによ
り回折格子層（上から順に回折格子層３１〜３５）を形
成し、矩形の高さにより回折効率を、上に行くほど漸次
低くなるように分布させた例を示す。図１０では、積層
方向に沿った光導波路の一部の断面を示している。ま
た、上記両者を組み合わせ、回折格子層の回折効率が、
コア層を伝搬する光の導波方向には漸次高くなり、回折
光の出射方向には漸次低くなるような分布を持たせるこ
ともできる。これによれば、いずれの回折格子層のどの
位置から出射する回折光の強度も一様かまたは同程度と
することができる。
り回折格子層（上から順に回折格子層３１〜３５）を形
成し、矩形の高さにより回折効率を、上に行くほど漸次
低くなるように分布させた例を示す。図１０では、積層
方向に沿った光導波路の一部の断面を示している。ま
た、上記両者を組み合わせ、回折格子層の回折効率が、
コア層を伝搬する光の導波方向には漸次高くなり、回折
光の出射方向には漸次低くなるような分布を持たせるこ
ともできる。これによれば、いずれの回折格子層のどの
位置から出射する回折光の強度も一様かまたは同程度と
することができる。
【００４８】以上の説明では、回折光の強度を層内方
向、層厚方向で正確に一様あるいは等しくする例を示し
たが、部品仕様や用途により必ずしも正確に一様あるい
は等しくなくても問題ないことも多く、同程度とすれば
支障がない場合が多い。本発明によれば、回折格子層の
回折効率を層内方向、層厚方向で適切に分布させること
により、回折光の強度を層内方向、層厚方向で同程度と
することも可能である。また、以上では、回折光の強度
を層内方向、層厚方向で一様あるいは等しくする点に着
眼して記述したが、応用分野によっては、意図的に回折
光の強度に分布を持たせると都合が良い場合も有り得
る。本発明によれば、回折格子層の回折効率を層内方
向、層厚方向で適切に分布させることにより、回折光の
強度を所望の分布とすることも可能である。
向、層厚方向で正確に一様あるいは等しくする例を示し
たが、部品仕様や用途により必ずしも正確に一様あるい
は等しくなくても問題ないことも多く、同程度とすれば
支障がない場合が多い。本発明によれば、回折格子層の
回折効率を層内方向、層厚方向で適切に分布させること
により、回折光の強度を層内方向、層厚方向で同程度と
することも可能である。また、以上では、回折光の強度
を層内方向、層厚方向で一様あるいは等しくする点に着
眼して記述したが、応用分野によっては、意図的に回折
光の強度に分布を持たせると都合が良い場合も有り得
る。本発明によれば、回折格子層の回折効率を層内方
向、層厚方向で適切に分布させることにより、回折光の
強度を所望の分布とすることも可能である。
【００４９】また、回折格子層の面積をコア層の面積と
同一にする必要はなく、回折格子層を部分的に設けた
り、複数に分散配置させても良い。更に、全てのコア層
に対応させて回折格子層を設けなくても良く、回折格子
層が設けられていないコア層があっても良い。また、回
折格子層の形状をそれぞれ異ならせる好適例を示した
が、これは、同一形状の回折格子層が複数箇所に形成さ
れる冗長性をなくすためである。しかしながら、使用方
法によっては同一形状の回折格子層が複数箇所に形成さ
れる形態が好ましい場合もあり、従って、同一形状の回
折格子層をコア層とクラッド層との複数の境界面、もし
くは複数のコア層中に設けても良い。
同一にする必要はなく、回折格子層を部分的に設けた
り、複数に分散配置させても良い。更に、全てのコア層
に対応させて回折格子層を設けなくても良く、回折格子
層が設けられていないコア層があっても良い。また、回
折格子層の形状をそれぞれ異ならせる好適例を示した
が、これは、同一形状の回折格子層が複数箇所に形成さ
れる冗長性をなくすためである。しかしながら、使用方
法によっては同一形状の回折格子層が複数箇所に形成さ
れる形態が好ましい場合もあり、従って、同一形状の回
折格子層をコア層とクラッド層との複数の境界面、もし
くは複数のコア層中に設けても良い。
【００５０】また、上述した実施形態では、参照光はコ
アの端面から入射して、それによる回折光を記録層に入
射しているが、本ホログラム媒体において、参照光を物
体光と同様に媒体の上下いずれかの方向から入射させて
も、同様にホログラム記録・再生が可能である。
アの端面から入射して、それによる回折光を記録層に入
射しているが、本ホログラム媒体において、参照光を物
体光と同様に媒体の上下いずれかの方向から入射させて
も、同様にホログラム記録・再生が可能である。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
記録層がコア層と分離した構成をとれるため、参照光を
コア層の端面から入射する際、この光が同時に記録層に
も入射されることがなく、良好なホログラム記録・再生
動作が行なえる。複数のコアを有する多層構造にした場
合、各コア層ごとに異なる形状の回折格子によって、各
コア層ごとに発生する回折光の波面を、異なるように設
定することができる。これにより、同一のホログラム媒
体において、多種類のホログラムの記録及び再生が可能
になり、多機能のホログラム記録・再生動作が得られ
る。また、コア層ごとに記録層を配置する必要がないの
で、全体の構成及び製造工程が簡単になり、作製コスト
が安価になる。
記録層がコア層と分離した構成をとれるため、参照光を
コア層の端面から入射する際、この光が同時に記録層に
も入射されることがなく、良好なホログラム記録・再生
動作が行なえる。複数のコアを有する多層構造にした場
合、各コア層ごとに異なる形状の回折格子によって、各
コア層ごとに発生する回折光の波面を、異なるように設
定することができる。これにより、同一のホログラム媒
体において、多種類のホログラムの記録及び再生が可能
になり、多機能のホログラム記録・再生動作が得られ
る。また、コア層ごとに記録層を配置する必要がないの
で、全体の構成及び製造工程が簡単になり、作製コスト
が安価になる。
【００５２】回折格子層は屈折率ゆらぎとして形成した
場合、例えば、位相ホログラムとして機能し、回折効率
の理論値が１００％に近い値を有し、一般の振幅ホログ
ラムに比較して高感度のホログラム媒体を実現すること
ができる。また、回折格子層を凹凸形状を有するように
すれば、回折効率が高く、高感度のホログラム記録・再
生動作が得られる。これら好適例、典型例によれば、従
来、ホログラム記録・再生用の参照光を精密に調整する
ため外部に設けていたミラーならびにその駆動機構等が
不要となり、簡易な方法で高精度なホログラム記録・再
生動作が実現可能となる。
場合、例えば、位相ホログラムとして機能し、回折効率
の理論値が１００％に近い値を有し、一般の振幅ホログ
ラムに比較して高感度のホログラム媒体を実現すること
ができる。また、回折格子層を凹凸形状を有するように
すれば、回折効率が高く、高感度のホログラム記録・再
生動作が得られる。これら好適例、典型例によれば、従
来、ホログラム記録・再生用の参照光を精密に調整する
ため外部に設けていたミラーならびにその駆動機構等が
不要となり、簡易な方法で高精度なホログラム記録・再
生動作が実現可能となる。
【００５３】好適例として、コア層を伝搬する光の伝搬
方向に回折効率が漸次高くなるような分布を回折格子層
に持たせた場合、各回折格子層からの回折光の強度プロ
ファイルが層内方向で一様かあるいは同程度とすること
ができ、光学部品として扱いやすくなるという利点が得
られる。これに加えて、２つ以上の回折格子層の回折効
率が、回折光の出射方向に漸次低くなるような分布を有
すするようにすれば、いずれの回折格子層から光導波路
の外に出てくる回折光の強度も等しいかあるいは同程度
とすることができ、光学部品として非常に扱いやすくな
るという利点が得られる。
方向に回折効率が漸次高くなるような分布を回折格子層
に持たせた場合、各回折格子層からの回折光の強度プロ
ファイルが層内方向で一様かあるいは同程度とすること
ができ、光学部品として扱いやすくなるという利点が得
られる。これに加えて、２つ以上の回折格子層の回折効
率が、回折光の出射方向に漸次低くなるような分布を有
すするようにすれば、いずれの回折格子層から光導波路
の外に出てくる回折光の強度も等しいかあるいは同程度
とすることができ、光学部品として非常に扱いやすくな
るという利点が得られる。
【００５４】更に、各回折格子層の形状は互いに異なる
ようにしても、同じ形状を持たせても良く、光導波路と
記録層とは接着されていても、空間的に離れて配置され
ても良い。このように、非常に自由にホログラム媒体を
設計することができ、ホログラム記録／再生動作におい
て非常に扱いやすい媒体を得ることができ、上述したよ
うな多様な使用形態が可能となる。
ようにしても、同じ形状を持たせても良く、光導波路と
記録層とは接着されていても、空間的に離れて配置され
ても良い。このように、非常に自由にホログラム媒体を
設計することができ、ホログラム記録／再生動作におい
て非常に扱いやすい媒体を得ることができ、上述したよ
うな多様な使用形態が可能となる。
【図１】 本発明の第１の実施の形態であるホログラ
ム媒体を示す図である。
ム媒体を示す図である。
【図２】 第１実施形態のホログラム媒体の回折格子
層の例を示す図である。
層の例を示す図である。
【図３】 第１実施形態のホログラム媒体の回折格子
層の別例を示す図である。
層の別例を示す図である。
【図４】 本発明の第２の実施の形態であるホログラ
ム媒体を示す図である。
ム媒体を示す図である。
【図５】 本発明の第３の実施の形態であるホログラ
ム媒体を示す図である。
ム媒体を示す図である。
【図６】 本発明の第４の実施の形態であるホログラ
ム媒体を示す図である。
ム媒体を示す図である。
【図７】 本発明の第５の実施の形態であるホログラ
ム媒体を示す図である。
ム媒体を示す図である。
【図８】 本発明の第６の実施の形態であるホログラ
ム媒体を示す図である。
ム媒体を示す図である。
【図９】 回折格子層部分の一構造例を示す断面図で
ある。
ある。
【図１０】 積層された回折格子層部分の構造例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図１１】 光導波路ホログラム媒体の従来構成例を
示す図である。
示す図である。
【図１２】 同様に、従来の光導波路ホログラム媒体
を示す図である。
を示す図である。
【図１３】 多層化した光導波路ホログラム媒体の従
来構成例を示す図である。
来構成例を示す図である。
【図１４】 散乱要因を形成した光導波路を積層した
再生専用ホログラム媒体の従来構成例を示す図である。
再生専用ホログラム媒体の従来構成例を示す図である。
１…コア層
２…クラッド層
４…記録層
４４…レンズ
５…参照光
６…物体光
７…再生光
８…接着層
９…回折光
１０、１１、１２、３１〜３５…回折格子層
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ１１Ｂ 7/0065 Ｇ０２Ｂ 6/12 Ｃ
(72)発明者 安藤 康子
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
(72)発明者 伊藤 圭一郎
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
(72)発明者 田辺 隆也
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
Ｆターム(参考） 2H047 KA02 KB06 KB08 LA01 MA03
PA02 PA21 PA24 PA30 QA03
QA05 RA04 TA43
2H049 AA03 AA13 AA34 AA37 AA56
AA62 AA64 AA66
2K008 AA04 BB04 BB05 BB06 CC01
DD02 DD12 DD13 DD14 DD23
EE01 FF07 FF08 FF17 HH19
5D090 AA01 AA03 AA04 AA07 AA08
BB16 CC01 CC04 CC14 DD01
EE01 KK09 KK13 KK15
Claims (13)
- 【請求項１】 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟ま
れて光を導波する少なくとも１つのコア層と、 前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしく
は前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層と
を有する光導波路と、 前記光導波路の外側に、ホログラム記録・再生用の参照
光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される
少なくとも１つの記録層とを有するホログラム媒体。 - 【請求項２】 前記屈折率のより低い部分は、少なく
とも１つのクラッド層を含む請求項１記載のホログラム
媒体。 - 【請求項３】 前記回折格子層により発生する回折光
が、１種類以上の平行光を含む請求項１記載のホログラ
ム媒体。 - 【請求項４】 前記回折格子層により発生する回折光
が、１種類以上の収束光または発散光を含む請求項１記
載のホログラム媒体。 - 【請求項５】 前記回折格子層は対応する部分の屈折
率にゆらぎをもたせることにより形成される請求項１記
載のホログラム媒体。 - 【請求項６】 前記回折格子層は凹凸形状を有する請
求項１記載のホログラム媒体。 - 【請求項７】 前記回折格子層により発生する回折光
が所望の強度を有するように、該回折格子層の回折効率
が層内方向に所定の分布を有する請求項１記載のホログ
ラム媒体。 - 【請求項８】 前記回折格子層の回折効率は、前記コ
ア層を伝搬する光の伝搬方向に回折効率が漸次高くなる
ような分布を有する請求項７記載のホログラム媒体。 - 【請求項９】 前記光導波路は、 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する
少なくとも２つのコア層と、 前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしく
は前記コア層内に設けた少なくとも２つの回折格子層と
が積層された構造を有し、 前記回折格子層により発生する回折光が所望の強度を有
するように、前記少なくとも２つの回折格子層の回折効
率が積層方向に所定の分布を有する請求項１記載のホロ
グラム媒体。 - 【請求項１０】 前記少なくとも２つの回折格子層の
回折効率が、回折光の一出射方向に漸次低くなるような
分布を有する請求項９記載のホログラム媒体。 - 【請求項１１】 各回折格子層の回折効率は、前記コ
ア層を伝搬する光の伝搬方向に回折効率が漸次高くなる
ような分布を有する請求項９記載のホログラム媒体。 - 【請求項１２】 前記光導波路は、 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する
少なくとも２つのコア層と、 前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしく
は前記コア層内に設けた少なくとも２つの回折格子層と
が積層された構造を有し、前記少なくとも２つの回折格
子層の少なくとも一部は、互いに異なる特性の回折光を
出射するように構成される請求項１記載のホログラム媒
体。 - 【請求項１３】 前記光導波路と前記記録層とが空間
的に離れて配置される請求項１記載のホログラム媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002171859A JP3739727B2 (ja) | 2001-06-22 | 2002-06-12 | 導波路付ホログラム媒体 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001190228 | 2001-06-22 | ||
| JP2001-190228 | 2001-06-22 | ||
| JP2002171859A JP3739727B2 (ja) | 2001-06-22 | 2002-06-12 | 導波路付ホログラム媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003076257A true JP2003076257A (ja) | 2003-03-14 |
| JP3739727B2 JP3739727B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=26617442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002171859A Expired - Fee Related JP3739727B2 (ja) | 2001-06-22 | 2002-06-12 | 導波路付ホログラム媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3739727B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006000980A1 (en) * | 2004-06-24 | 2006-01-05 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Phase-conjugate read-out in a holographic data storage |
| JP2008281780A (ja) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Nitto Denko Corp | タッチパネル用レンズ付き光導波路およびそれに用いる光導波路 |
| JP2015503829A (ja) * | 2012-01-03 | 2015-02-02 | アンドリュー ズジンコＡｎｄｒｅｗ Ｚｓｉｎｋｏ | エレクトロルミネッセンスデバイス、およびその製造 |
-
2002
- 2002-06-12 JP JP2002171859A patent/JP3739727B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006000980A1 (en) * | 2004-06-24 | 2006-01-05 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Phase-conjugate read-out in a holographic data storage |
| JP2008281780A (ja) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Nitto Denko Corp | タッチパネル用レンズ付き光導波路およびそれに用いる光導波路 |
| JP2015503829A (ja) * | 2012-01-03 | 2015-02-02 | アンドリュー ズジンコＡｎｄｒｅｗ Ｚｓｉｎｋｏ | エレクトロルミネッセンスデバイス、およびその製造 |
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| JP3739727B2 (ja) | 2006-01-25 |
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